探究互动法在天体运动中的教学尝试

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1、探究互动法在天体运动中的教学尝试　　摘要：新的课程理念就是要打破以讲授、灌输为主的教学方式，构建以学生主动参与、师生双向互动、探究创新为主的教学模式，让学生掌握学习方法与途径，在学习过程中体会乐趣。　　关键词：探究互动问题解决天体运动　　一、学生现状　　高一物理必修二第六章第四节“万有引力理论的成就”教材内容给出了如下描述：“地球的质量是多少？这不可能用天平称量。若不考虑地球自转的影响，则地面上质量为m的物体所受的重力为mg等于地球对物体的引力。”本节内容理论性较强，空间逻辑能力要求较高，属于高考中的核心考点和热点，学生普遍反映难以理解，

2、只能达到了解和识记的层次，不能深入掌握这一理论，不能灵活应用。　　二、方法依据　　我试图采用探究互动法让学生对于理论性较强的知识点能更容易接受。探究互动法是指课堂教学中要突出学生主体地位和教师主导作用，在“提出问题―解决问题”的学生自主探究过程中，通过师生之间的合作与互动，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面培养学生，从而达成教学目标和任务所形成的稳定而简明的课堂教学结构、程序及方式。本教学方法是在借鉴心理学家澳勒斯提出的关于创造性学习的三个过程（孕育、明朗、检验）和前苏联教科院院士M?N?马赫穆托创立的“6问题解决教学法”（

3、问题情境的创设、问题的提出、问题的解决）而提出的。　　三、教学案例　　师：现在我们探究如何利用万有引力定律称量地球的质量。若将一物体放置在地球表面，则该物体受到几个力的作用？　　生：受到重力和支持力两个力的作用。　　师：这两个力的关系如何？　　生：是一对平衡力。　　师：若考虑地球自转，则该物体做什么运动？　　生：随地球自转而做圆周运动。　　师：那么，物体所受的这两个力还是平衡力吗？　　生：若是平衡力，则物体做圆周运动的向心力来源是什么？若不是平衡力，则与已有的认知相矛盾。　　师：按照万有引力定律，地球与物体之间应该存在万有引力，那么为什么

4、物体只受重力与支持力呢？重力产生的原因是由于地球的吸引，重力和万有引力之间的关系如何？　　生：原来我们没有万有引力方面的知识，认为物体只受重力和支持力。现在我们知道地球表面的物体实际受到地球对它的引力和地面对它的支持力。这两个力的合力提供物体随地球自转做圆周运动的向心力。6　　师：非常正确，现在我们定量计算一下万有引力、支持力和向心力。不妨假设一个质量为1kg的物体放置在地球表面，地球是一个椭球体，极地半径为6357km，赤道半径为6378km，可见，在计算要求不太高的情况下，可以将地球看成半径为6400km的球体。当物体放置在地球表面不

5、同位置时，受力会有哪些差异？　　生：物体放在地球表面不同纬度处，受到地球的万有引力大小相同，但随地球自转做圆周运动的轨道半径不同，所需向心力也不同。　　师：若设物体放置在地球表面某一任意纬度处，则物体所受万有引力和向心力的关系如何？　　师：物体处在地球不同位置，万有引力大小和向心力大小如何？万有引力的另一个分力具有什么物理意义？　　生：将地球可近似看做球体，物体在地球不同位置，所受万有引力大小均相等；而物体在地球表面不同位置，角速度相等，越靠近赤道，圆周运动的半径越大，所需向心力越大。万有引力的另一个分力则应为物体受到的重力。　　师：当物

6、体处在赤道上时，所受到的向心力、万有引力和重力之间的关系又如何？　　=且生：物体在赤道上时，如图2所示，万有引力、向心力和重力在同一条直线上，他们之间的关系就是：F引+Fn+G且满足F引=Fn+G.　　师：由此可见，越靠近两极，物体随地球自转做圆周运动所需向心力越小，万有引力的大小越接近物体受到的重力。在精度要求不太高的前提下，我们可以得出什么结论，这一结论的前提是什么？　　生：若不考虑地球自转的影响，则地面上质量为m的物体所受到的重力mg等于地球对物体的引力。　　师：那么，物体在地球表面所受到的力严格意义上如何？在近似情况下又如何？6　

7、　生：在考虑地球自转的情况下，物体在地球表面受到万有引力和地面的支持力，二者的合力提供物体随地球自转所需的向心力。这种情况下重力是万有引力的一个分力。在不考虑地球自转的情况下，物体在地球表面受到的万有引力和地面支持力，二者的合力为零。这一状态下也可以说物体受到的重力等于万有引力。这一问题得到解决。　　四、实施“探究互动法”的感想和反思　　本节课以问题的发现、探究及解决为主要线索，突出教师“启导”和学生“探究”过程中的合作与互动，最终达到培养学生发现问题及解决问题的能力。在运用时，有以下两点操作要求。　　1.从教师主导看：其主导作用主要体现

8、在“设境、启发、导拨、调控”四个过程之中。要求教师善于把握“启导”环节，通过问题情境的创设，让学生引起认知冲突，激发探求欲望，促使他们主动地寻求解决问题的方法和途径，并在尝试与探索中取得成功。